Calcolo Esempi

$x^{2} \frac{d y}{d x} = y^{2} + x y + 4 x^{2}$

Passaggio 1

Riscrivi l'equazione differenziale come una funzione di $\frac{y}{x}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1

Dividi per $x^{2}$ ciascun termine in $x^{2} \frac{d y}{d x} = y^{2} + x y + 4 x^{2}$ e semplifica.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1.1

Dividi per $x^{2}$ ciascun termine in $x^{2} \frac{d y}{d x} = y^{2} + x y + 4 x^{2}$ .

$\frac{x^{2} \frac{d y}{d x}}{x^{2}} = \frac{y^{2}}{x^{2}} + \frac{x y}{x^{2}} + \frac{4 x^{2}}{x^{2}}$

Passaggio 1.1.2

Semplifica il lato sinistro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1.2.1

Elimina il fattore comune di $x^{2}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1.2.1.1

Elimina il fattore comune.

$\frac{x^{2} \frac{d y}{d x}}{x^{2}} = \frac{y^{2}}{x^{2}} + \frac{x y}{x^{2}} + \frac{4 x^{2}}{x^{2}}$

Passaggio 1.1.2.1.2

Dividi $\frac{d y}{d x}$ per $1$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{y^{2}}{x^{2}} + \frac{x y}{x^{2}} + \frac{4 x^{2}}{x^{2}}$

Passaggio 1.1.3

Semplifica il lato destro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1.3.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1.3.1.1

Elimina il fattore comune di $x$ e $x^{2}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1.3.1.1.1

Scomponi $x$ da $x y$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{y^{2}}{x^{2}} + \frac{x (y)}{x^{2}} + \frac{4 x^{2}}{x^{2}}$

Passaggio 1.1.3.1.1.2

Elimina i fattori comuni.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1.3.1.1.2.1

Scomponi $x$ da $x^{2}$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{y^{2}}{x^{2}} + \frac{x (y)}{x \cdot x} + \frac{4 x^{2}}{x^{2}}$

Passaggio 1.1.3.1.1.2.2

Elimina il fattore comune.

$\frac{d y}{d x} = \frac{y^{2}}{x^{2}} + \frac{x y}{x \cdot x} + \frac{4 x^{2}}{x^{2}}$

Passaggio 1.1.3.1.1.2.3

Riscrivi l'espressione.

$\frac{d y}{d x} = \frac{y^{2}}{x^{2}} + \frac{y}{x} + \frac{4 x^{2}}{x^{2}}$

Passaggio 1.1.3.1.2

Elimina il fattore comune di $x^{2}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1.3.1.2.1

Elimina il fattore comune.

$\frac{d y}{d x} = \frac{y^{2}}{x^{2}} + \frac{y}{x} + \frac{4 x^{2}}{x^{2}}$

Passaggio 1.1.3.1.2.2

Dividi $4$ per $1$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{y^{2}}{x^{2}} + \frac{y}{x} + 4$

Passaggio 1.2

Riscrivi $\frac{y^{2}}{x^{2}}$ come ${(\frac{y}{x})}^{2}$ .

$\frac{d y}{d x} = {(\frac{y}{x})}^{2} + \frac{y}{x} + 4$

Passaggio 2

Sia $V = \frac{y}{x}$ . Sostituisci $V$ a $\frac{y}{x}$ .

$\frac{d y}{d x} = V^{2} + V + 4$

Passaggio 3

Risolvi $V = \frac{y}{x}$ per $y$ .

$y = V x$

Passaggio 4

Usa la regola del prodotto per trovare la derivata di $y = V x$ rispetto a $x$ .

$\frac{d y}{d x} = x \frac{d V}{d x} + V$

Passaggio 5

Sostituisci $x \frac{d V}{d x} + V$ a $\frac{d y}{d x}$ .

$x \frac{d V}{d x} + V = V^{2} + V + 4$

Passaggio 6

Risolvi l'equazione differenziale sostituita.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.1

Separa le variabili.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.1.1

Risolvi per $\frac{d V}{d x}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.1.1.1

Sposta tutti i termini non contenenti $\frac{d V}{d x}$ sul lato destro dell'equazione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.1.1.1.1

Sottrai $V$ da entrambi i lati dell'equazione.

$x \frac{d V}{d x} = V^{2} + V + 4 - V$

Passaggio 6.1.1.1.2

Combina i termini opposti in $V^{2} + V + 4 - V$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.1.1.1.2.1

Sottrai $V$ da $V$ .

$x \frac{d V}{d x} = V^{2} + 0 + 4$

Passaggio 6.1.1.1.2.2

Somma $V^{2}$ e $0$ .

$x \frac{d V}{d x} = V^{2} + 4$

Passaggio 6.1.1.2

Dividi per $x$ ciascun termine in $x \frac{d V}{d x} = V^{2} + 4$ e semplifica.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.1.1.2.1

Dividi per $x$ ciascun termine in $x \frac{d V}{d x} = V^{2} + 4$ .

$\frac{x \frac{d V}{d x}}{x} = \frac{V^{2}}{x} + \frac{4}{x}$

Passaggio 6.1.1.2.2

Semplifica il lato sinistro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.1.1.2.2.1

Elimina il fattore comune di $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.1.1.2.2.1.1

Elimina il fattore comune.

$\frac{x \frac{d V}{d x}}{x} = \frac{V^{2}}{x} + \frac{4}{x}$

Passaggio 6.1.1.2.2.1.2

Dividi $\frac{d V}{d x}$ per $1$ .

$\frac{d V}{d x} = \frac{V^{2}}{x} + \frac{4}{x}$

Passaggio 6.1.2

Riduci i numeratori su un comune denominatore.

$\frac{d V}{d x} = \frac{V^{2} + 4}{x}$

Passaggio 6.1.3

Moltiplica ogni lato per $\frac{1}{V^{2} + 4}$ .

$\frac{1}{V^{2} + 4} \frac{d V}{d x} = \frac{1}{V^{2} + 4} \cdot \frac{V^{2} + 4}{x}$

Passaggio 6.1.4

Elimina il fattore comune di $V^{2} + 4$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.1.4.1

Elimina il fattore comune.

$\frac{1}{V^{2} + 4} \frac{d V}{d x} = \frac{1}{V^{2} + 4} \cdot \frac{V^{2} + 4}{x}$

Passaggio 6.1.4.2

Riscrivi l'espressione.

$\frac{1}{V^{2} + 4} \frac{d V}{d x} = \frac{1}{x}$

Passaggio 6.1.5

Riscrivi l'equazione.

$\frac{1}{V^{2} + 4} d V = \frac{1}{x} d x$

Passaggio 6.2

Integra entrambi i lati.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.2.1

Imposta un integrale su ciascun lato.

$\int \frac{1}{V^{2} + 4} d V = \int \frac{1}{x} d x$

Passaggio 6.2.2

Integra il lato sinistro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.2.2.1

Semplifica l'espressione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.2.2.1.1

Riordina $V^{2}$ e $4$ .

$\int \frac{1}{4 + V^{2}} d V = \int \frac{1}{x} d x$

Passaggio 6.2.2.1.2

Riscrivi $4$ come $2^{2}$ .

$\int \frac{1}{2^{2} + V^{2}} d V = \int \frac{1}{x} d x$

Passaggio 6.2.2.2

L'integrale di $\frac{1}{2^{2} + V^{2}}$ rispetto a $V$ è $\frac{1}{2} \arctan (\frac{V}{2}) + C_{1}$ .

$\frac{1}{2} \arctan (\frac{V}{2}) + C_{1} = \int \frac{1}{x} d x$

Passaggio 6.2.2.3

Semplifica la risposta.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.2.2.3.1

$\frac{1}{2}$ e $\arctan (\frac{V}{2})$ .

$\frac{\arctan (\frac{V}{2})}{2} + C_{1} = \int \frac{1}{x} d x$

Passaggio 6.2.2.3.2

Riscrivi $\frac{\arctan (\frac{V}{2})}{2} + C_{1}$ come $\frac{1}{2} \arctan (\frac{1}{2} V) + C_{1}$ .

$\frac{1}{2} \arctan (\frac{1}{2} V) + C_{1} = \int \frac{1}{x} d x$

Passaggio 6.2.3

L'integrale di $\frac{1}{x}$ rispetto a $x$ è $\ln (| x |)$ .

$\frac{1}{2} \arctan (\frac{1}{2} V) + C_{1} = \ln (| x |) + C_{2}$

Passaggio 6.2.4

Raggruppa la costante dell'integrazione sul lato destro come $C$ .

$\frac{1}{2} \arctan (\frac{1}{2} V) = \ln (| x |) + C$

Passaggio 6.3

Risolvi per $V$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.3.1

Moltiplica per $2$ ciascun termine in $\frac{1}{2} \arctan (\frac{1}{2} V) = \ln (| x |) + C$ per eliminare le frazioni.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.3.1.1

Moltiplica ogni termine in $\frac{1}{2} \arctan (\frac{1}{2} V) = \ln (| x |) + C$ per $2$ .

$\frac{1}{2} \arctan (\frac{1}{2} V) \cdot 2 = \ln (| x |) \cdot 2 + C \cdot 2$

Passaggio 6.3.1.2

Semplifica il lato sinistro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.3.1.2.1

$\frac{1}{2}$ e $V$ .

$\frac{1}{2} \arctan (\frac{V}{2}) \cdot 2 = \ln (| x |) \cdot 2 + C \cdot 2$

Passaggio 6.3.1.2.2

$\frac{1}{2}$ e $\arctan (\frac{V}{2})$ .

$\frac{\arctan (\frac{V}{2})}{2} \cdot 2 = \ln (| x |) \cdot 2 + C \cdot 2$

Passaggio 6.3.1.2.3

Elimina il fattore comune di $2$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.3.1.2.3.1

Elimina il fattore comune.

$\frac{\arctan (\frac{V}{2})}{2} \cdot 2 = \ln (| x |) \cdot 2 + C \cdot 2$

Passaggio 6.3.1.2.3.2

Riscrivi l'espressione.

$\arctan (\frac{V}{2}) = \ln (| x |) \cdot 2 + C \cdot 2$

Passaggio 6.3.1.3

Semplifica il lato destro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.3.1.3.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.3.1.3.1.1

Moltiplica $\ln (| x |) \cdot 2$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.3.1.3.1.1.1

Riordina $\ln (| x |)$ e $2$ .

$\arctan (\frac{V}{2}) = 2 \cdot \ln (| x |) + C \cdot 2$

Passaggio 6.3.1.3.1.1.2

Semplifica $2 \cdot \ln (| x |)$ spostando $2$ all'interno del logaritmo.

$\arctan (\frac{V}{2}) = \ln ({| x |}^{2}) + C \cdot 2$

Passaggio 6.3.1.3.1.2

Rimuovi il valore assoluto in ${| x |}^{2}$ perché gli elevamenti a potenza con potenze pari sono sempre positivi.

$\arctan (\frac{V}{2}) = \ln (x^{2}) + C \cdot 2$

Passaggio 6.3.1.3.1.3

Sposta $2$ alla sinistra di $C$ .

$\arctan (\frac{V}{2}) = \ln (x^{2}) + 2 C$

Passaggio 6.3.2

Trova l'arcotangente inversa di entrambi i lati dell'equazione per estrarre $V$ da dentro l'arcotangente.

$\frac{V}{2} = \tan (\ln (x^{2}) + 2 C)$

Passaggio 6.3.3

Moltiplica entrambi i lati dell'equazione per $2$ .

$2 \frac{V}{2} = 2 \tan (\ln (x^{2}) + 2 C)$

Passaggio 6.3.4

Semplifica il lato sinistro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.3.4.1

Elimina il fattore comune di $2$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.3.4.1.1

Elimina il fattore comune.

$2 \frac{V}{2} = 2 \tan (\ln (x^{2}) + 2 C)$

Passaggio 6.3.4.1.2

Riscrivi l'espressione.

$V = 2 \tan (\ln (x^{2}) + 2 C)$

Passaggio 6.4

Semplifica la costante dell'integrazione.

$V = 2 \tan (\ln (x^{2}) + C)$

Passaggio 7

Sostituisci $\frac{y}{x}$ a $V$ .

$\frac{y}{x} = 2 \tan (\ln (x^{2}) + C)$

Passaggio 8

Risolvi $\frac{y}{x} = 2 \tan (\ln (x^{2}) + C)$ per $y$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.1

Moltiplica ogni lato per $x$ .

$\frac{y}{x} x = 2 \tan (\ln (x^{2}) + C) x$

Passaggio 8.2

Semplifica.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.2.1

Semplifica il lato sinistro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.2.1.1

Elimina il fattore comune di $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.2.1.1.1

Elimina il fattore comune.

$\frac{y}{x} x = 2 \tan (\ln (x^{2}) + C) x$

Passaggio 8.2.1.1.2

Riscrivi l'espressione.

$y = 2 \tan (\ln (x^{2}) + C) x$

Passaggio 8.2.2

Semplifica il lato destro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.2.2.1

Riordina i fattori in $2 \tan (\ln (x^{2}) + C) x$ .

$y = 2 x \tan (\ln (x^{2}) + C)$